Kuinka suojata johdotuksia ylikuormitukselta ja oikosululta

Sähköasentajan päätehtävänä on tehdä johdotuksesta luotettava ja turvallinen. Onnettomuudet voivat aiheuttaa tulipalon tai sähköiskun. Onnettomuuksia tapahtuu lisääntyneen virran ja oikosulkujen vuoksi. Seurauksena on, että liikaa virtaa virtaa johtimien läpi, ne kuumenevat ja eristys sulaa niissä, kipinöinti tai valokaari. Tässä artikkelissa puhun kuinka suojata johdotuksia ylikuormitukselta ja oikosululta.

Miksi ylikuormituksen oikosulut ovat vaarallisia - teoria

Johtojen läpi virtaavan suuren virran vaaran ymmärtämiseksi on muistettava kaksi tärkeää fysiikan lakia kurssilta ”sähkö ja magneettisuus”. Ensimmäinen on Ohmin laki:

Piirissä oleva virta on suoraan verrannollinen jännitteeseen ja käänteisesti verrannollinen resistanssiin.

Tämä tarkoittaa, että jos piirillä on pieni vastus, virta on suuri, ja jos suuri, se on pieni, ja myös lisääntyvällä jännitteellä virta kasvaa sen mukana. Tämä vaikuttaa itsestään selvältä, mutta aloittelijoille nousee usein esiin kysymys ”miksi oikosulkua kutsutaan oikossa? Ja mitä tapahtuu, on kauan? ” Se johtuu vain siitä, että oikosululla suljetun piirin vastus on suunnilleen yhtä suuri:

R_KZ= R_LINES+ r + R_{OTA YHTEYTTÄ},

missä R LINES on johtimien vastus, riippuu niiden poikkileikkauksesta ja pituudesta (R = po * L / S).

r on virtalähteen sisäinen vastus. Yksinkertaisesti sanottuna se riippuu suunnittelusta, onko kyse galvaanisesta kennosta, tai muuntajan käämityksen langan poikkileikkauksesta. Rcontact - siirtymä- tai kosketusvastus - sen arvo riippuu kahden suljetun johtimen kosketuspinnasta.

On myös syytä harkita reaktiivisia induktiivisia ja kapasitiivisia vastuksia, mutta kotitalouksien johdotuksissa voit jättää tämän asian huomiotta.

Seurauksena on, että kun piiri on suljettu, virtaa rajoittavat vain yllä olevat resistanssit, ja useimmissa tapauksissa ne ovat vähäpätöisiä (ohmien murto-osuudet kodin sähköverkossa), jopa 1 ohmin resistanssilla 220 V: n jännitteellä, piirissä virtaa 220V: n virta, joka yleensä lasketaan johdotuksen perusteella 16-40A. Mutta käytännössä oikosulkuvirta on satoja ja tuhansia ampeereita!

Toinen laki, joka on sanottava, on Joule-Lenzin laki, oppikirjoissa sanotaan siitä:

Aikayksikköä kohti vapautuneen lämmön määrä piirin tarkastellussa osassa on verrannollinen tämän osan virran lujuuden neliön ja profiilin resistanssin tuloon.

Mitä tämä tarkoittaa? Mitä suurempi johtimen tai sen läpi kulkevan virran vastus on, sitä enemmän lämpöä siitä vapautuu. Eli kun virta virtaa johtojen läpi, ne kuumenevat. Jokaisella johtimella on ominaisvastus.

Jotta johdin ei ylikuumene, he valitsevat halutun osan tietylle virralle. Jotta ydin ei kuumene - lämpö on hajotettava ympäristöön, sitä hajaantunut nopeammin, sitä suurempi alue sen kanssa on hajonnut.

Tältä osin ohuet langat, jotka ovat suuressa kuormituksessa, alkavat kuumentua ja kuumentua, ja paksut langat onnistuvat siirtämään lämpöä ulkopuolelle, ja niiden lämpötila pysyy melkein muuttumattomana. Jos johtimen lämpötila on liian korkea, ytimen punaisuuteen saakka, eristys sulaa.

Johtimen poikkileikkaus - ensimmäinen askel kohti ylikuormitussuojausta

Luultavasti tiedät, että jokaiselle kuormalle valitaan lanka tai kaapeli, jolla on tietyn poikkileikkauksen omaavat johdot, esimerkiksi PUE: n taulukon 1.3.4 avulla suositellun VVG-NG-ls-kaapelin johtimien oikean poikkileikkauksen arvioimiseksi. Se kuvaa vaatimuksia johtimille ja kaapeleille, joissa on kumi- tai polyvinyylikloridi (PVC) eristys. Siinä otetaan huomioon myös laskutapa ja johtimien lukumäärä.

Koska johtimet valitaan marginaalilla, sähköasentajia ohjaa yksinkertainen sääntö: pistorasioissa lanka on 2,5 mm² ja valaistuksessa - 1,5 mm². Useimmissa tapauksissa tämä riittää.

Tämän taulukon mukaan voit tarkistaa poikkileikkauksen lasketut arvot ja sen, pystyvätkö ytimet kestämään tällaisen virrantiheyden ilman ylikuumenemista ja muita ongelmia.

Lisätietoja tästä aiheesta, katso tämä artikkeli:Johtimien ja kaapeleiden poikkileikkauspinta-ala virtavahvuudesta riippuen, tarvittavan kaapelin poikkileikkauksen laskeminen

Joten ensimmäinen askel ylikuormituksilta suojaamiseksi on hyvä johdotus VVG-NG-ls tai NYM-tyyppisestä kuparikaapelista. Huomaa, että ostaessasi kaapelituotteita ”markkinoilta”, GOST-standardien vastaisesti valmistetut tuotteet saattavat odottaa sinua, mikä tarkoittaa, että todellinen poikkileikkaus on todennäköisesti pienempi kuin määritelty. Tuloksena on, että näyttää siltä, ​​että kaapeli on asetettu ”mitä tarvitaan”, mutta liitoksen seurauksena ne palavat, johdot kuumenevat ja eristys sulaa.

Suojavarusteet

Katkaisija - Tämä on pääkytkinlaite, joka suojaa johdotuksia ylikuormitukselta ja oikosulkuilta. Ihmiset kutsuvat heitä konekivääreiksi ja virheellisesti "pakkaajiksi" (mikä on pohjimmiltaan väärin). Puhuimme artikkelissa siitä, miten se toimii Katkaisijan laite ja toimintaperiaate

Tärkeintä on muistaa, että virtakatkaisin suojaa KAAPELIA, JUOTTA tai johtoa tulipalon tai palovammojen varalta, mutta ei laitteita tai ihmisiä.

Lyhyesti sanottuna, katkaisimessa on kaksi vapautusta - sähkömagneettinen ja terminen. Sähkömagneettiset laukaisut, kun virra ylittää voimakkaasti (yksiköitä ja kymmeniä kertoja enemmän kuin nimellisvirta), esimerkiksi oikosululla, ja termiset, esimerkiksi pienellä ylikuormituksella, esimerkiksi 20-50%.

Siksi, jos kytket päälle paljon sähkölaitteita - lämpövapautus lämpenee, tämä on bimetallilevy, joka taipuu kuumentuessaan. Taivuttamalla sitä, se käynnistää virrankatkaisimen laukaisumekanismin, jolloin virta katkaistaan.

Sähkömagneettinen vapautus - Tämä on solenoidi, jonka sisällä on ydin. Kun suuri virta virtaa, solenoidi työntää ytimen ja ajaa sammutusmekanismia. Tämä on eräänlainen nykyinen rele.

Sen käytön turvallisuus riippuu nimityksen oikeasta valinnasta ja aikavirran tyypistä, ominaisuuksista.

Katkaisijan nimellisvirta Valitse johdotuksen heikoimman kohdan läpäisykyvyn perusteella. Esimerkiksi riippumatta siitä, minkä kaapelin asetat pistorasioihin, katso mitä siihen kirjoitetaan: useimmissa kotitalouspisteissä näet 16 ampeeria ja joskus 10 ampeeria.

Siksi katkaisijan nimellisarvo on valittu arvoon 16A. Jos esimerkiksi päätät laittaa automaattisen koneen, jonka nimellisvirta on 32A, huomion perusteella, että "pistorasioita on useita, ja kaapeli kestää sitä, se on 2,5-4 mm²", silloin kun se on kytketty yhteen pistorasiaan lämmittimen ja hiustenkuivaajan kautta, se menee sen läpi virta on suurempi kuin 16A, seurauksena sen kosketimet alkavat lämmetä ja kotelo sulaa.

Jos et irroita laitteita ajoissa, silloin kuumennettaessa koskettimet peittyvät hiilellä, rungon osat sulavat ja pistoketta pitävät metallitangot laajenevat ja kosketin heikkenee. Joiden kosketusvastus kasvaa ja kuumeneminen tapahtuu vielä voimakkaammin, poistoaukko alkaa kipinöitä ja polttaa, kunnes taustakuva tai seinät, joihin se on asennettu, syttyvät.

Aikavirtaominaisuusyksinkertaisesti sanottuna tämä on ominaisuus, joka osoittaa kuinka nopeasti kone sammuu ylikuormituksen sattuessa. Kodin sähköpaneelissa he käyttävät usein luokan B ja C koneet.

Toinen sääntö on asentaa katkaisijat, joiden nimellisvirta ei ylitä johdotuksen heikointa linkkiä.Jos tarvitset enemmän kuluttajia voidaksesi työskennellä samanaikaisesti - jaa pistorasiat ryhmiin jokaisessa huoneessa ja aseta heille erillinen kaapeli (säteittäinen kytkentäkaavio).

Tasauspyörästösuojaus

Ja tähän päivään mennessä kaupunkiseudut, jotka ovat asentaneet RCD: n, uskovat jostain syystä, että se suojaa ylikuormitukselta tai oikosululta, tämä on myös virhe.

RCD - suojaava sammutuslaite, joka on suunniteltu suojaamaan virran vuotoilta. Tämä on välttämätöntä: ihmisen suojelemiseksi jännitteellisten jännitteisten osien vahingossa tapahtuvassa kosketuksessa (paljaat johdot, vaurioituneen sähkölaitteen tapaus), samoin kuin virran vuotamisessa maadoitettuihin koteloihin, putkistoihin, rakennusosiin ja muihin.

RCD tarkkailee, kuinka paljon virtaa on kulkenut vaiheen läpi ja kuinka paljon nollajohtimessa, jos johtimien välillä on ero, silloin on tapahtunut vuoto ja teholiittimet avautuvat.

Tämä varmistaa ihmisten turvallisuuden ja vähentää oikosulkuvirheiden riskiä, ​​jos eristys vaurioituu, mikä on erityisen tärkeää esimerkiksi puutalossa.

Toinen turvalaite on Hätäkatkaisimet, yhdistää RCD: n ja katkaisijan toiminnot. Oheisessa kuvassa näet kuinka erottaa difavtomaatti (vasen) RCD: stä (oikea), erot kaaviossa ja merkinnöissä.

RCD: t ja difiltomata suoritetaan aina kaksivaiheisessa tai nelinapaisessa muodossa yksivaihe- ja kolmivaihepiireissä. PUE: n s. 1.7.80 mukaan tulisi käyttää vain, jos sellainen on perustiedot, toisin sanoen kaksijohdinverkossa niitä ei sallita käyttää. Tätä artikkelia ei kuitenkaan käsitellä kiistanalaisesti.

Tehonrajoitin

Seuraava laite katkaisee kuorman, jos virtaa on liian paljon. Tämä on tehoa rajoittava rele. Esimerkki tällaisesta laitteesta on yksivaiheinen OM-110 tai kolmivaiheinen OM-310, on myös muita malleja - nämä ovat vain esimerkkejä.

Vaikka tämä laite ei ole luonnostaan ​​suojaava, sitä käyttävät suuressa määrin virtalähde- tai verkkoyritykset normaalin suuremman sähkön kulutuksen hallitsemiseksi ja rajoittamiseksi tai tämän arvon pienentämiseksi hätätilanteessa. Tuote tarkkailee virrankulutusta ja sammuttaa kuluttajan.

Laite ei kuitenkaan salli johdotuksen ylikuormitusta, jos asetat sen toimintaparametrit oikein. Jos olet kiinnostunut oppimaan lisää tällaisista laitteista, kirjoita kommentit ja me kerromme sinulle niistä.

Johtopäätös - 3 sääntöä, jotta ei aiheutuisi oikosulkua ja ylikuormituksia

Sähköjohdotuksen turvallisuus ja kestävyys on kolmessa pilarissa:

1. Oikein valittu kaapelituotteiden poikkileikkaus.

2. Asennus katkaisimiin ja muihin suojauslaitteisiin, joilla on haluttu arvo. Osta niitä vain sertifioiduissa myymälöissä, jotta ne eivät joudu väärennöksiin. Anna etusija sellaisille tuotemerkeille kuin ABB, Schneider Electric ja halvemmista - kotimaisesta KEAZ (Kursk).

3. Sähkölaitteiden oikea toiminta.

"Oikealla toiminnalla" tarkoitan:

1. Johdotustarvikkeiden riviliittimien oikea-aikainen vaihto ja avaaminen - automaattiset laitteet, RCD: t, valokytkimet, pistorasiat.

2. Pistorasioiden kohtuullinen jakautuminen - älä työnnä voimakkaita sähkölaitteita teisiin ja jatkojohtoihin, joten voit ylikuormittaa sitä toimittavan pistorasian tai kaapelin (katso - Miksi teien ja jatkojohtojen käyttö on vaarallista?).

3. Sähkölaitteiden huolellinen käsittely - älä päästä vettä tai metalli esineitä pääsemään kodinkoneiden sisään niin, että oikosulku ei tapahdu. Itse asiassa, vaikka virtakatkaisimet ja kaapeli on asennettu, sinun on muistettava, että katkaisijat joskus tarttuvat tai toimivat hitaasti, minkä seurauksena kytkinrasioiden liitokset ovat palanneet.

4. Kun korjaat laitteita ja asennat tai ylläpidät johdotuksia, käytä korkealaatuista eristystä, joka tarttuu hyvin tai lämpö kutistuvat letkut. Vältä kiertymistä - kytke johdot juottamalla, hitsaamalla, holkki- tai riviliittimillä. Tällä tavoin vältetään oikosulku kytkentärasioiden liitosten huonon eristyksen tai lämmityksen vuoksi.